Heatpipe

Lämpöputki on lämmönsiirron mekanismi, joka voi kuljettaa suuria määriä lämpöä hyvin pieni välinen lämpötilaero kuuma ja kylmä rajapintoja.

Rakentaminen ja käyttö

Tyypillinen lämpöputki on putki lämpöä johtavaa metallia, esimerkiksi kuparia tai alumiinia, joka on suljettu, joka sisälsi pienen määrän jäähdytysnesteen, kuten veden, etanolin tai elohopeaa; loput putkesta täytetään höyryn nesteen, niin että ei ole muita kaasuja.

Lämpöputki on tarjolla siirtää lämpöä toisesta päästä kanavan, haihduttamalla ja tiivistyminen kylmäaineen. Äärimmäistä kuumuutta, joutuessaan lämmönlähteen vapauttaa lämpöä jäähdytysnesteen, joka höyrystyy ja lisää siten höyryn paine putkessa. Lisäksi piilevä höyrystymislämpö imeytyy nesteen lämpötila laskee äärimmäisen lämpöä sylinterin. Höyryn paine lähellä äärimmäinen kuumuus on suurempi kuin tasapaino äärimmäiselle kylmyydelle, niin tämä paine-ero tekee, että on hyvin nopea siirto höyryn kohti äärimmäiselle kylmyydelle, jossa höyry yli tasapainokosteus, vapauttaen lämpöä äärimmäisen kylmä. Jos oli muita kaasua, joka ei tiivistyä, ne voivat hidastaa liikkumista höyryn edellä kuvatun ja tekevät vähemmän tehokas lämmön siirtämiseen, erityisesti matalissa lämpötiloissa, missä höyryn paine on alhainen myös. Liike höyrymolekyylit on suunnilleen kuin äänen nopeus ja ilman muita kaasuja, tämä on siirtonopeus raja lämpöputki nell'heat. Käytännössä, kuitenkin, nopeus höyrymolekyylit riippuu nopeudesta kondensaation höyryn itse äärimmäiselle kylmyydelle. Jäähdytysaine virtaa sitten takaisin kuumuudelle putken: jos lämpöputki on suunnattu pystysuoraan, painovoima riittää, muussa tapauksessa se käyttää kapillaarivaikutus seinät sylinterin.

Valmistuksessa ei ole tarvetta luoda tyhjiön kanavassa. On riittävää keitetään täytön neste lämpöputki, kunnes höyry, että tulokset poistuu kanavan kaasuja, jotka eivät tiivistyvät, ja sitten sinetöidä loppuun.

Mielenkiintoinen ominaisuus, että lämpöputket on lämpötila, jossa ne ovat tehokkaita. Alustava arviointi voitaisiin ajatella, että lämpöputki täynnä vettä aloittaa toimintaansa vasta, kun lämpötila on 100 ° C kuuman lämpötilassa, jossa vesi kiehuu ja alkaa massan siirto, joka on toiminnan perusteella . On kuitenkin huomattava, että kiehumispiste riippuu sekä lämpötilasta sekä paineen ja lisäämällä kiehumislämpötila jälkimmäisen kasvaa vastaavasti. Kanavaan, jossa alipaine ja sen jälkeen lisättiin pieni määrä vettä, kiehumispiste lähestyy 0 ° C: ssa Tätä lämmönsiirto alkaa, kun kuuma pää sijaitsee lämpötila jopa hieman korkeampi kuin kylmän pään. Samasta syystä lämpöputki, joka sisältää vettä toimii myös korkeammissa lämpötiloissa yli 100 ° C, koska paineen nousu sisätilojen suhteellisesti nostaa kiehumislämpötila sisältämästä vedestä.

Tärkein syy tehokkuuden lämpöputket riippuu haihtuminen ja tiivistyminen sisältämän nesteen, joka vie tai päästöjen paljon enemmän energiaa kuin mitä vaaditaan yksinkertainen lämpötilan muutoksen. Käyttämällä vettä Esimerkiksi energia, joka tarvitaan haihtua gramma nestettä vastaa energian määrä tarvitaan lämpötilan nostamiseksi samalla grammaa vettä 540 ° C: ssa Lähes kaikki energia siirtyy nopeasti kylmään päähän kun neste tiivistyy siellä, luoda järjestelmä lämmönsiirron erittäin tehokas ja ilmainen liikkuvista osista.

Sisäseinät putken on tehty niin, että ne suosivat nousu kapillaarisesti jäähdytysnesteen; tämä saadaan aikaan, esimerkiksi, käyttämällä sintraamalla metallijauhe putkeen tai leikkaamalla useita uria yhdensuuntainen putken akselin suuntaan; mutta periaatteessa se voi olla materiaali, josta putki on tehty suosia nousu kapillaarisesti kylmäaineen. Jos lämpöputki on kalteva kuumennetun pään alas, se ei ole välttämätöntä, mikä tahansa pinnoite sisäseiniä. Tässä tapauksessa jäähdytysnesteen yksinkertaisesti virtaa takaisin alas pitkin putkea. Tämäntyyppinen lämpöputki tunnetaan putki Perkins.

Lämpöputki eivät sisällä liikkuvia osia ja siten huoltovapaita, vaikka lämpöputki jossa kylmäainefluidin on kaasu ilman tiivistymistä voi menettää kaasun diffuusion putken läpi seinien ja pitkä menettää tehokkuutta, varsinkin kun höyryn paine jäähdytysneste neste on vähissä.

Metalli, jolla on tehty lämpöputki ja kylmäaineen valitaan mukaan termisen olosuhteet, joissa lämmön putki on toimittava; kylmäaineet vaihtelevat heliumia neste sovelluksia erittäin alhaisessa lämpötilassa, elohopealle korkeisiin lämpötiloihin. Kuitenkin, suuri osa lämmöstä putkien käyttämällä ammoniakkia tai vettä työnesteenä.

Lämpöputki on hyvin tehokas siirtämään lämpöä, paljon enemmän kuin kupariputkea täynnä samaan jaksoon. Kirjattiin lämpövirran suurempi kuin 230 MW / m ^ 2.

Seinien paksuus kanavan riippuu suurin sisäinen paine on tuotettu höyrystymisen kylmäaineen että lämpöputki on kestettävä helposti. Kokonaispaine nell'heat putki voidaan ohjata säätämällä kylmäaineen määrä sisältyvän nesteen putkeen. Ajatellaan esimerkiksi lämpöputki joka on jäähdytysveden että kulkee nesteen areiforme paine on 1 tunnelma, laajenee miehittää 1600 kertaa alkuperäisestä tilavuudesta. Jos 1/1600 sisätilavuus dell'heat putki on täytetty vedellä, kun kaikki neste on höyrystynyt, sisäinen paine tulee olemaan ilmakehän. Jos turvallisuus paine putken kyseessä on esimerkiksi 5 atmosfääriä, se voi näin ollen täyttää putki määrä vettä yhtä 5/1600 sisäisen tilavuuden.

Heat Pipe astiat

Lämpöputki ohuet levyt on tehty olennaisesti sylinterimäinen lämpöputki. Ne koostuvat tyhjä astia, hermeettisesti suljettu, sisältävät jäähdytysneste ja suljettu kapillaari järjestelmä kierrätyksen nestettä.

Lämpöputki levyt kuljettaa useimmat lämpöä lieriömäisen lämpöputket ja siksi voi olla paljon hienovaraisempaa kuin nämä.

Lämpöputket ovat niin ohuita levyjä ottaa paljon menestystä sovelluksissa, joissa sinun täytyy hävittää suuria määriä lämpöä mukaisesti tietyissä geometrinen rajoituksia, kuten kannettaviin tietokoneisiin.

Tekijä

Yleinen periaate lämpöputket, jotka käyttävät ainoastaan ​​painovoima palaa höyry; etu hyödyntää leviämisen kapillaarisesti vuonna lämpöputket havaittiin ensimmäisenä George Grover at Los Alamos vuonna 1963; artikkeli aiheesta julkaistiin myöhemmin lehdessä fysiikan vuonna 1964.

Rajoitukset

Lämmön putki on mukautettava käyttöolosuhteisiin: materiaali se on tehty sylinterin, sen mitat ja kylmäaineista vaikuttaa optimaalinen lämpötiloissa, joissa lämpöputki voi toimia.

Kun kuumennettu yli tietyn lämpötilan, kaikki kylmäaine nesteen lämpöputki höyrystetään ja tiivistyminen prosessi lakkaa; tällaisissa olosuhteissa, lämpöputket johtavat lämpöä vain metalli sylinteri; tämä juoksu on kuitenkin hyvin pieni verrattuna yhden siirretään mekanismi höyrystyminen / tiivistymistä. Esimerkiksi, jos sylinteri, koska suurin osa lämpöputki, on kuparia ja on lämmitetty yli maksimi käyttölämpötila, se jatkaa johtaa lämpöä vain johtavuus metallia itse joka, vaikka korkea, vähennä vain noin 1 / 80 lämpö siirretään tiivistymistä.

Yhteenvetona: jos ylität optimaalinen käyttölämpötila lämmöntuotto, jatkaen vähäisessä määrin, putoaa hyvin matalia arvoja.

Muut hankkeet

Muut hankkeet

  • Commons
  •  Commons on kuvia tai muita tiedostoja Lämpöputki
  0   0
Edellinen artikkeli Viral akuutti välikorvatulehdus
Seuraava artikkeli Cyril Guy Nègre

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha